月の水の大部分は極ではなく深部に化学結合して存在
注目画像： アポロ17号のステーション6、タウルス・リトロウ渓谷で割れた岩のそばに立つ地質学者兼宇宙飛行士のハリソン・シュミット。クレジット：NASA
アポロ計画後の数十年間、月は完全に乾燥した無水の世界であり、水はあっても微量しか存在しないとされてきた。この見解は2009年、NASAのLCROSSミッションが永久影の極クレーターで水の氷を検出したことで覆され始めた。しかし、真の状況はさらに深いところにあると、惑星科学者たちは現在指摘している。
月の水の大部分は、極で氷として利用可能な状態で存在しているわけではない。水は水酸化物（OH）として鉱物内部に化学結合し、月の内部深くに閉じ込められている。極域の氷堆積物は将来の乗組員にとって価値がある可能性はあるが、月全体の水総量のごく一部に過ぎない。
「アポロの試料がこれほど乾燥しているように見えたことは、常に少し奇妙だった」と、オックスフォード大学の惑星科学教授ニール・ボウルズ氏はUniverse Todayに語った。
完全乾燥から水酸化物豊富へ
アポロ計画は380キログラム以上の月の岩石と土壌を持ち帰り、40年間、全ての分析は同じ結論を示していた。月は本質的に水がないというものだった。この定説に最初の亀裂が入ったのは2008〜2010年で、高精度機器がアパタイトという鉱物内部に閉じ込められた水酸基（OH）をアポロ試料で検出した。
アパタイトはリン酸カルシウム鉱物で、月の岩石で見つかった唯一の重要な含水鉱物相である。その結晶構造はわずか数百ミクロンで、月の真空と極端な温度に耐える形で水分子を閉じ込める。追跡研究では、複数の試料タイプの月アパタイトに数百から数千ppmの水（水酸基として）が存在することが確認され、水が月内部に広く存在する可能性が示唆されている。
この水の起源は議論が続いている。主要仮説は、火星サイズの衝突体が地球に衝突し、その破片円盤から月が形成された約45億年前の月形成時に水が取り込まれたとするものである。別のシナリオでは、炭素質コンドライト隕石によって後に水がもたらされ、その同位体指紋が月の水試料と一致するとしている。
極氷問題
永久影の極クレーター（PSR）の水の氷は、将来の月入植者や資源採掘企業家を興奮させる側面である。LCROSSは2009年にその存在を確認し、その後のミッションで分布がマッピングされた。しかし総量は依然として不明であり、その採取には深刻な工学的課題が伴う。
「それによって水がどのように運ばれたかが分かり、太陽系におけるその供給過程の記録が保存されるだろう」とボウルズ氏は極域の水採取について述べた。
失われた機会：ルナ・トレイルブレイザー
2025年2月に打ち上げられたNASAのルナ・トレイルブレイザーミッションは、月の水の形態、存在量、分布という大きな疑問に答えるために設計された。探査機は2つの機器を搭載しており、その中にはオックスフォード大学が提供し英国宇宙庁が資金提供した月熱マッパー（LTM）が含まれ、ボウルズ氏が機器科学者を務めていた。
2年間のミッションは、打ち上げロケットからの分離後のヒューマンエラーによる設定ミスのため、打ち上げ直後に失敗した。探査機は調査を開始する前に失われた。
予備のLTM機器はオックスフォードの地下実験室に保管されている。ボウルズ氏は、将来のNASAミッションであるUCIS（月用超小型画像分光計）に搭載されることを期待している。
重要性
月の水収支の理解は単なる科学的関心にとどまらない。アルテミス計画や月面での長期的な有人活動に直接的な影響を与える。水は飲料水、呼吸用酸素、ロケット燃料に相当する。水がどこに、どのくらいの量存在し、どのような化学形態で貯蔵されているかを知ることは、将来の乗組員が現地の資源を利用できるか、それともすべてを地球から運ばなければならないかを決定する。
現在の答えは複雑である。月には水が存在するが、その大部分は地表から数百キロメートル下の岩石内部に閉じ込められており、すくい取るのを待っている氷として存在しているわけではない。極域の堆積物は最もアクセスしやすい目標であるが、はるかに大きく深い貯留層の氷山の一角に過ぎない。
「今日見るような月がどうやってできたのかを理解するため、また月が地球にどのような影響を与えてきたかを理解するために、可能な限りの証拠が必要だ」とボウルズ氏は述べた。
雅子 訳